1、第第 3 3 章章 金屬切削機(jī)床金屬切削機(jī)床3-1 金屬切削機(jī)床概述金屬切削機(jī)床概述 金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，是制造機(jī)器的機(jī)器，因此又稱為件的機(jī)器，是制造機(jī)器的機(jī)器，因此又稱為“工作母機(jī)工作母機(jī)”或或“工具機(jī)工具機(jī)”，通常簡稱機(jī)床。，通常簡稱機(jī)床。 一、機(jī)床的分類一、機(jī)床的分類 機(jī)床的傳統(tǒng)分類方法主要是按機(jī)床的傳統(tǒng)分類方法主要是按加工性質(zhì)加工性質(zhì)和和所用刀具所用刀具進(jìn)行進(jìn)行分類。分類。 根據(jù)根據(jù)GB/T 15375-2008金屬切削機(jī)床型號編制方法金屬切削機(jī)床型號編制方法,將機(jī)床分為將機(jī)床分為11大類：大類：車床

2、、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、鋸床和其他機(jī)床床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、鋸床和其他機(jī)床。 在每一類機(jī)床中，又按工藝范圍、布局形勢和結(jié)構(gòu)等，在每一類機(jī)床中，又按工藝范圍、布局形勢和結(jié)構(gòu)等，分為若干組，每一組又分為若干系（系別）。分為若干組，每一組又分為若干系（系別）。 3-1 金屬切削機(jī)床概述金屬切削機(jī)床概述一、機(jī)床的分類一、機(jī)床的分類 1)1)按按照機(jī)床的萬能性程度，照機(jī)床的萬能性程度，可分為可分為: : 普通機(jī)床、專門化機(jī)床、專用機(jī)床普通機(jī)床、專門化機(jī)床、專用機(jī)床 2)2)按照機(jī)床的工作精度，按照機(jī)床的工作精度

3、，可分為可分為: : 普通精度機(jī)床、精密機(jī)床、高精度機(jī)床普通精度機(jī)床、精密機(jī)床、高精度機(jī)床 3)3)按照機(jī)床具有的數(shù)控功能，按照機(jī)床具有的數(shù)控功能，可分為可分為: : 普通機(jī)床（非數(shù)控機(jī)床）、一般數(shù)控機(jī)床、加工普通機(jī)床（非數(shù)控機(jī)床）、一般數(shù)控機(jī)床、加工中心等中心等 此外，還可此外，還可按重量和尺寸，主要部件數(shù)目等按重量和尺寸，主要部件數(shù)目等進(jìn)行進(jìn)行分類。分類。3-1 金屬切削機(jī)床概述金屬切削機(jī)床概述二、機(jī)床的型號編制二、機(jī)床的型號編制 根據(jù)根據(jù)GB/T 15375-2008金屬切削機(jī)床型號編制金屬切削機(jī)床型號編制方法方法。適用于各類通用機(jī)床和專用機(jī)床，由。適用于各類通用機(jī)床和專用機(jī)床，由漢語拼

4、漢語拼音字母和數(shù)字音字母和數(shù)字按一定規(guī)律組合而成。按一定規(guī)律組合而成。 二、機(jī)床的型號編制二、機(jī)床的型號編制二、機(jī)床的型號編制二、機(jī)床的型號編制二、機(jī)床的型號編制二、機(jī)床的型號編制二、機(jī)床的型號編制二、機(jī)床的型號編制3-1 金屬切削機(jī)床概述金屬切削機(jī)床概述三、機(jī)床的技術(shù)性能三、機(jī)床的技術(shù)性能 1 1）工藝范圍）工藝范圍 2 2）主要技術(shù)參數(shù)）主要技術(shù)參數(shù) 3 3）加工精度和表面粗糙度）加工精度和表面粗糙度 4 4）生產(chǎn)率和自動化程度）生產(chǎn)率和自動化程度 5 5）人機(jī)關(guān)系）人機(jī)關(guān)系 6 6）成本）成本 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動1.1.工件表面的成形方法工件表面

5、的成形方法 機(jī)器零機(jī)器零件上常用的件上常用的各種表面：各種表面：平面、圓柱平面、圓柱面、圓錐面、面、圓錐面、成形表面成形表面等。等。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動1.1.工件表面的成形方法工件表面的成形方法 1 1）零件表面的形成：）零件表面的形成：是一條是一條母線母線沿一條沿一條導(dǎo)線導(dǎo)線運(yùn)動運(yùn)動而形成。而形成。母線和導(dǎo)線母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為表面統(tǒng)稱為表面發(fā)生線。發(fā)生線。1-1-母線，母線，2-2-導(dǎo)線導(dǎo)線 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動1.1.工件表面的成形方法工件表面的成形方法 2 2）形成發(fā)生線的方法）形成發(fā)生線的方法 發(fā)生線是由

6、發(fā)生線是由刀具的切削刃與工件間的相對運(yùn)動刀具的切削刃與工件間的相對運(yùn)動得得到的到的，由于使用的刀具切削刃形狀和采取的加工方法，由于使用的刀具切削刃形狀和采取的加工方法不同，形成發(fā)生線的方法可歸納為四種：不同，形成發(fā)生線的方法可歸納為四種：軌跡法、成軌跡法、成形法、相切法和展成法。形法、相切法和展成法。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動1.1.工件表面的成形方法工件表面的成形方法 2 2）形成發(fā)生線的方法）形成發(fā)生線的方法（1 1）軌跡法）軌跡法是利用刀具做是利用刀具做一定規(guī)律的軌一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動來對工跡運(yùn)動來對工件進(jìn)行加工的件進(jìn)行加工的方法。方法。 3-2 機(jī)床的

7、運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動1.1.工件表面的成形方法工件表面的成形方法 2 2）形成發(fā)生線的方法）形成發(fā)生線的方法（1 1）軌跡法）軌跡法（2 2）成形法）成形法是利用成形刀是利用成形刀具對工件進(jìn)行具對工件進(jìn)行加工的方法。加工的方法。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動1.1.工件表面的成形方法工件表面的成形方法 2 2）形成發(fā)生線的方法）形成發(fā)生線的方法（1 1）軌跡法）軌跡法（2 2）成形法）成形法（3 3）相切法）相切法是利用刀具是利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運(yùn)動來軌跡運(yùn)動來對工件進(jìn)行對工件進(jìn)行加工的方法。加工的方法。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動

8、分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動1.1.工件表面的成形方法工件表面的成形方法 2 2）形成發(fā)生線的方法）形成發(fā)生線的方法（1 1）軌跡法）軌跡法（2 2）成形法）成形法（3 3）相切法）相切法（4 4）展成法）展成法是利用工件是利用工件和刀具做展和刀具做展成切削運(yùn)動成切削運(yùn)動的加工方法。的加工方法。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動2.2.表面成形運(yùn)動表面成形運(yùn)動 為獲得所需的工件表面形狀，機(jī)床必須使刀具和工件按上為獲得所需的工件表面形狀，機(jī)床必須使刀具和工件按上述四種方法之一完成一定的運(yùn)動。述四種方法之一完成一定的運(yùn)動。 成形運(yùn)動：成形運(yùn)動：刀具和工件為

9、了形成表面發(fā)生線而作刀具和工件為了形成表面發(fā)生線而作的相對運(yùn)動。的相對運(yùn)動。 直線運(yùn)動（用直線運(yùn)動（用A來表示）或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（用來表示）或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（用B來表來表示）。示）。 成形運(yùn)動的種類：成形運(yùn)動的種類：簡單成形運(yùn)動、復(fù)合成形運(yùn)動簡單成形運(yùn)動、復(fù)合成形運(yùn)動 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動2.2.表面成形運(yùn)動表面成形運(yùn)動 （1 1）簡單成形運(yùn)動）簡單成形運(yùn)動 簡單運(yùn)動之間是相互獨(dú)立的，沒有嚴(yán)格的相對運(yùn)簡單運(yùn)動之間是相互獨(dú)立的，沒有嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系。動關(guān)系。 例例1:1: 用普通車刀車削外圓用普通車刀車削外圓 母線母線-圓，由軌跡法形成，需要一個成形運(yùn)動圓，由軌跡法

10、形成，需要一個成形運(yùn)動B B1 1。 導(dǎo)線導(dǎo)線-直線，由軌跡法形成，需要一個成形運(yùn)動直線，由軌跡法形成，需要一個成形運(yùn)動A A2 2。例例2:2: 用成形車刀車削成形回轉(zhuǎn)表面用成形車刀車削成形回轉(zhuǎn)表面 母線母線-曲線，由成形法形成，不需要成形運(yùn)動。曲線，由成形法形成，不需要成形運(yùn)動。 導(dǎo)線導(dǎo)線-圓，由軌跡法形成，需要一個成形運(yùn)動圓，由軌跡法形成，需要一個成形運(yùn)動B B1 1。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動2.2.表面成形運(yùn)動表面成形運(yùn)動 （2 2）復(fù)合成形運(yùn)動：）復(fù)合成形運(yùn)動：一個復(fù)合運(yùn)動可分解為兩個或一個復(fù)合運(yùn)動可分解為兩個或多個直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與簡單運(yùn)動

11、相似，但有本多個直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與簡單運(yùn)動相似，但有本質(zhì)的區(qū)別。質(zhì)的區(qū)別。 組成復(fù)合運(yùn)動的各個部分必須保持嚴(yán)格的相對運(yùn)組成復(fù)合運(yùn)動的各個部分必須保持嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系，是相互依存，而不是獨(dú)立的。動關(guān)系，是相互依存，而不是獨(dú)立的。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動2.2.表面成形運(yùn)動表面成形運(yùn)動 （2 2）復(fù)合成形運(yùn)動）復(fù)合成形運(yùn)動例例3:3: 用螺紋車刀車削螺紋用螺紋車刀車削螺紋 母線母線-車刀的刀刃形狀與螺紋軸向剖面輪廓的形狀車刀的刀刃形狀與螺紋軸向剖面輪廓的形狀一致，故母線由成形法形成，不需要成形運(yùn)動。一致，故母線由成形法形成，不需要成形運(yùn)動。 導(dǎo)線導(dǎo)線-螺

12、旋線，由軌跡法形成，需要一個成形運(yùn)動。螺旋線，由軌跡法形成，需要一個成形運(yùn)動。這是一個復(fù)合運(yùn)動，把它分解為工件旋轉(zhuǎn)這是一個復(fù)合運(yùn)動，把它分解為工件旋轉(zhuǎn)B B1111和刀具直和刀具直線移動線移動A A1212。B B1111和和A A1212之間必須保持嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系。之間必須保持嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析一、成形運(yùn)動一、成形運(yùn)動2.2.表面成形運(yùn)動表面成形運(yùn)動 （2 2）復(fù)合成形運(yùn)動）復(fù)合成形運(yùn)動例例4:4: 用齒輪滾刀加工直齒圓柱齒輪齒面用齒輪滾刀加工直齒圓柱齒輪齒面 母線母線-漸開線，由展成法形成，漸開線，由展成法形成，需要一個成形運(yùn)動，需要一個成形運(yùn)動

13、，是復(fù)合運(yùn)動，可分解為滾刀旋轉(zhuǎn)是復(fù)合運(yùn)動，可分解為滾刀旋轉(zhuǎn)B B1111和工件旋轉(zhuǎn)和工件旋轉(zhuǎn)B B1212兩部兩部分，分，B B1111和和B B1212之間之間必須保持嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系必須保持嚴(yán)格的相對運(yùn)動關(guān)系。 導(dǎo)線導(dǎo)線-直線，由相切法形成，直線，由相切法形成，需要兩個獨(dú)立的成形需要兩個獨(dú)立的成形運(yùn)動，即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和滾刀沿工件的軸向移動運(yùn)動，即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和滾刀沿工件的軸向移動A A2 2。其中滾刀的旋轉(zhuǎn)與復(fù)合展成運(yùn)動的一部分其中滾刀的旋轉(zhuǎn)與復(fù)合展成運(yùn)動的一部分B B1111重合。重合。 因此，形成表面所需的成形運(yùn)動的總數(shù)只有兩個：因此，形成表面所需的成形運(yùn)動的總數(shù)只有兩個：一個是

14、復(fù)合運(yùn)動一個是復(fù)合運(yùn)動B B1111B B1212；另一個是簡單的成形運(yùn)動；另一個是簡單的成形運(yùn)動A A2 2。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈 為了實(shí)現(xiàn)加工過程中所需的各種運(yùn)動，機(jī)床必為了實(shí)現(xiàn)加工過程中所需的各種運(yùn)動，機(jī)床必須有須有執(zhí)行件執(zhí)行件、動力源動力源和和傳動裝置傳動裝置三個基本部分。三個基本部分。 執(zhí)行件執(zhí)行件：執(zhí)行運(yùn)動的部件，如主軸、刀架、工作臺：執(zhí)行運(yùn)動的部件，如主軸、刀架、工作臺等。等。 動力源動力源：提供動力的裝置，如電動機(jī)。：提供動力的裝置，如電動機(jī)。 傳動裝置傳動裝置：將運(yùn)動和動力從動力源傳至執(zhí)行件，并：將運(yùn)動和動力從動力源傳至執(zhí)行件，并

15、使有關(guān)執(zhí)行件之間保持某種確定的相對運(yùn)動關(guān)系。使有關(guān)執(zhí)行件之間保持某種確定的相對運(yùn)動關(guān)系。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈1.1.傳動鏈傳動鏈 機(jī)床上為了得到所需的運(yùn)動，需要通過一系列的機(jī)床上為了得到所需的運(yùn)動，需要通過一系列的傳動件把傳動件把執(zhí)行件與動力源執(zhí)行件與動力源（如把主軸和電機(jī)），或者（如把主軸和電機(jī)），或者把把執(zhí)行件和執(zhí)行件執(zhí)行件和執(zhí)行件（例如主軸和刀架）之間聯(lián)系起來，（例如主軸和刀架）之間聯(lián)系起來，稱為稱為傳動聯(lián)系傳動聯(lián)系。 構(gòu)成一個傳動聯(lián)系的一系列順序排列的傳動件，構(gòu)成一個傳動聯(lián)系的一系列順序排列的傳動件，稱為稱為傳動鏈傳動鏈。 3-2 機(jī)床的運(yùn)

16、動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈1.1.傳動鏈傳動鏈 根據(jù)傳動鏈的性質(zhì)，可分為如下兩種類型：根據(jù)傳動鏈的性質(zhì)，可分為如下兩種類型： 1 1）外聯(lián)系傳動鏈）外聯(lián)系傳動鏈 聯(lián)系動力源（如電動機(jī)）和執(zhí)行件（如主軸、刀架、工聯(lián)系動力源（如電動機(jī)）和執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺等）之間的傳動鏈，使執(zhí)行件獲得運(yùn)動（速度和方向）。作臺等）之間的傳動鏈，使執(zhí)行件獲得運(yùn)動（速度和方向）。 保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)簡單運(yùn)動；保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)簡單運(yùn)動； 不要求動力源和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動比關(guān)系；不要求動力源和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動比關(guān)系； 如：車床上加工外圓如：車床上加工外圓 電機(jī)電機(jī)-主軸；主軸主軸；主軸-

17、刀架刀架 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈1.1.傳動鏈傳動鏈 2 2）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈 當(dāng)傳動鏈的當(dāng)傳動鏈的兩個末端件兩個末端件（執(zhí)行件）之間的相對運(yùn)動有嚴(yán)格的（執(zhí)行件）之間的相對運(yùn)動有嚴(yán)格的比例關(guān)系要求，該傳動鏈稱為比例關(guān)系要求，該傳動鏈稱為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。 聯(lián)系復(fù)合運(yùn)動之內(nèi)的各個分量，保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動；聯(lián)系復(fù)合運(yùn)動之內(nèi)的各個分量，保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動； 執(zhí)行件和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動比關(guān)系；執(zhí)行件和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動比關(guān)系； 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中不得有瞬時傳動比發(fā)生變化的傳動件，內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中不得有瞬時傳動比發(fā)生變化的傳動件，如摩

18、擦如摩擦傳動、帶傳動、鏈傳動等傳動、帶傳動、鏈傳動等。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈1.1.傳動鏈傳動鏈 2 2）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈）內(nèi)聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系復(fù)合運(yùn)動之內(nèi)的各個分量，保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動；聯(lián)系復(fù)合運(yùn)動之內(nèi)的各個分量，保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動； 執(zhí)行件和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動比關(guān)系；執(zhí)行件和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動比關(guān)系； 內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中不得有瞬時傳動比發(fā)生變化的傳動件，如摩擦內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中不得有瞬時傳動比發(fā)生變化的傳動件，如摩擦傳動、帶傳動、鏈傳動等。傳動、帶傳動、鏈傳動等。 如：車床上加工螺紋如：車床上加工螺紋 主軸主軸-刀架，主軸刀架，主軸1 1轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)-刀

19、架移動刀架移動1 1個導(dǎo)程個導(dǎo)程 滾切直齒圓柱齒輪滾切直齒圓柱齒輪 滾刀旋轉(zhuǎn)滾刀旋轉(zhuǎn)-工件旋轉(zhuǎn)，滾刀每轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)，滾刀每轉(zhuǎn)1/K1/K轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)（K K滾刀頭數(shù)）滾刀頭數(shù)）-工件工件轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1/Z1/Z轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)（Z Z齒輪齒數(shù)）齒輪齒數(shù)） 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈2.2.傳動原理圖傳動原理圖 通常傳動鏈中的各種傳動機(jī)構(gòu)可分為通常傳動鏈中的各種傳動機(jī)構(gòu)可分為兩類兩類： 傳動比不變的傳動比不變的“定比機(jī)構(gòu)定比機(jī)構(gòu)”，如定比齒輪副、齒輪齒條、蝸輪如定比齒輪副、齒輪齒條、蝸輪蝸桿等蝸桿等；可變換傳動比的可變換傳動比的“變比機(jī)構(gòu)變比機(jī)構(gòu)”（“換置器官換置器官”），），如齒輪

20、變速如齒輪變速機(jī)構(gòu)、掛輪、數(shù)控機(jī)床中的數(shù)控系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)、掛輪、數(shù)控機(jī)床中的數(shù)控系統(tǒng)等。 為了簡單明確地反映機(jī)床的傳動聯(lián)系，常用一些簡單的符號為了簡單明確地反映機(jī)床的傳動聯(lián)系，常用一些簡單的符號來表示傳動原理和傳動路線，來表示傳動原理和傳動路線，這就是這就是傳動原理圖傳動原理圖。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈2.2.傳動原理圖傳動原理圖 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈2.2.傳動原理圖傳動原理圖 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈2.2.傳動原理圖傳動原理圖 在臥式車床傳動系統(tǒng)中，由于換置器官位置的

21、不同，在臥式車床傳動系統(tǒng)中，由于換置器官位置的不同，有如下圖所示的三種傳動方案，試寫出每種傳動方案的內(nèi)、有如下圖所示的三種傳動方案，試寫出每種傳動方案的內(nèi)、外聯(lián)系傳動鏈；從中選出最優(yōu)方案，并說明理由。外聯(lián)系傳動鏈；從中選出最優(yōu)方案，并說明理由。 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈2.2.傳動原理圖傳動原理圖 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈2.2.傳動原理圖傳動原理圖 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈2.2.傳動原理圖傳動原理圖 3-2 機(jī)床的運(yùn)動分析機(jī)床的運(yùn)動分析二、機(jī)床傳動鏈二、機(jī)床傳動鏈2.2.

22、傳動原理圖傳動原理圖 3-3 機(jī)床傳動系統(tǒng)及典型結(jié)構(gòu)機(jī)床傳動系統(tǒng)及典型結(jié)構(gòu) 一、傳動系統(tǒng)一、傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)圖傳動系統(tǒng)圖是表示機(jī)床運(yùn)動傳動關(guān)系的綜合簡圖，是傳是表示機(jī)床運(yùn)動傳動關(guān)系的綜合簡圖，是傳動原理圖的具體體現(xiàn)。動原理圖的具體體現(xiàn)。 在圖中用簡單的符號代表各種傳動元件在圖中用簡單的符號代表各種傳動元件(GB4406-84機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖符號構(gòu)運(yùn)動簡圖符號），），并按照運(yùn)動傳遞的先后順序，以展開并按照運(yùn)動傳遞的先后順序，以展開圖的形式來表達(dá)。圖的形式來表達(dá)。圖中，通常須注明圖中，通常須注明齒輪及蝸輪的齒數(shù)、蝸齒輪及蝸輪的齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、帶輪直徑、絲杠的螺距和頭數(shù)、電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)桿頭數(shù)、帶輪

23、直徑、絲杠的螺距和頭數(shù)、電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速、傳動軸的編號速、傳動軸的編號等。等。 傳動系統(tǒng)圖只表示傳動關(guān)系，不表示各元件的實(shí)際尺寸和傳動系統(tǒng)圖只表示傳動關(guān)系，不表示各元件的實(shí)際尺寸和空間位置。空間位置。 以以CA6140CA6140型臥式車床為例，進(jìn)行討論。型臥式車床為例，進(jìn)行討論。 一、傳動系統(tǒng)一、傳動系統(tǒng) 傳動路線是分析和認(rèn)識機(jī)床的基礎(chǔ)，常用的方法傳動路線是分析和認(rèn)識機(jī)床的基礎(chǔ)，常用的方法是是“抓兩端，連中間抓兩端，連中間”。 1.1.主運(yùn)動傳動鏈主運(yùn)動傳動鏈兩兩末端件：末端件：主電機(jī)主電機(jī)主軸主軸 1)1)傳動路線傳動路線 傳動路線表達(dá)式如下：傳動路線表達(dá)式如下： 主電動機(jī)主電動機(jī)三角皮

24、帶三角皮帶軸軸II摩擦離合器摩擦離合器M1 M1 軸軸II II 軸軸III III 主軸主軸VIVI。高速傳動路線：高速傳動路線： 軸軸III-III-滑移齒輪滑移齒輪Z50Z50左位左位 主軸主軸VIVI。中低速傳動路線中低速傳動路線 軸軸IIIIII滑移齒輪滑移齒輪Z50Z50右位、右位、M2M2接合接合軸軸IIIIII、IVIV、V V間的背輪機(jī)構(gòu)和齒輪副間的背輪機(jī)構(gòu)和齒輪副主軸主軸VIVI。 1)1)傳動路線傳動路線 傳動路線表達(dá)式如下：傳動路線表達(dá)式如下： 2 2）主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)與轉(zhuǎn)速）主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)與轉(zhuǎn)速 根據(jù)傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達(dá)式，根據(jù)傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達(dá)式，主軸正轉(zhuǎn)主

25、軸正轉(zhuǎn)可可獲得獲得2 23 3(2(22-1)+22-1)+23=243=24級級不同轉(zhuǎn)速。同理，不同轉(zhuǎn)速。同理，主主軸反轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)1212級。級。 主軸的轉(zhuǎn)速主軸的轉(zhuǎn)速可按下列運(yùn)動平衡式計(jì)算：可按下列運(yùn)動平衡式計(jì)算： n=1450n=1450(130/230)(130/230)u uI-III-IIu uII-IIIII-IIIu uIII-VIII-V 2.2.進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈 （公制螺紋進(jìn)給傳動），兩末端件：主軸（公制螺紋進(jìn)給傳動），兩末端件：主軸-刀架刀架 2.2.進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈 （公制螺紋進(jìn)給傳動），（公制螺紋進(jìn)給傳動），兩末端件兩末端件：主軸主軸-刀架刀架

26、傳動路線表達(dá)式如下。傳動路線表達(dá)式如下。 二、典型結(jié)構(gòu)二、典型結(jié)構(gòu) 1.1.主軸箱主軸箱 CA6140 CA6140車床的主軸箱包括：箱體、主軸部件、傳動機(jī)構(gòu)、車床的主軸箱包括：箱體、主軸部件、傳動機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、換向裝置、制動裝置和潤滑裝置等。操縱機(jī)構(gòu)、換向裝置、制動裝置和潤滑裝置等。 1.主軸箱主軸箱 1)卸荷帶輪卸荷帶輪 1.主軸箱主軸箱 2)摩擦離合器、制動器及其操縱機(jī)構(gòu)摩擦離合器、制動器及其操縱機(jī)構(gòu) 1.主軸箱主軸箱 2) 摩擦離合器、制動器及其操縱機(jī)構(gòu)摩擦離合器、制動器及其操縱機(jī)構(gòu) 1.主軸箱主軸箱 2) 摩擦離合器、制動器及其操縱機(jī)構(gòu)摩擦離合器、制動器及其操縱機(jī)構(gòu) 1.主軸箱主軸

27、箱 3)主軸組件主軸組件 1.主軸箱主軸箱 4)變速操縱機(jī)構(gòu)變速操縱機(jī)構(gòu) 二、典型結(jié)構(gòu)二、典型結(jié)構(gòu) 2.2.溜板箱溜板箱 溜板箱的功用是：將絲杠或光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)溜板箱的功用是：將絲杠或光杠傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動并帶動刀架進(jìn)給；控制刀架運(yùn)動的接通、變?yōu)橹本€運(yùn)動并帶動刀架進(jìn)給；控制刀架運(yùn)動的接通、斷開和換向；機(jī)床過載時控制刀架停止進(jìn)給；手動操縱斷開和換向；機(jī)床過載時控制刀架停止進(jìn)給；手動操縱刀架移動和實(shí)現(xiàn)快速移動。刀架移動和實(shí)現(xiàn)快速移動。 二、典型結(jié)構(gòu)二、典型結(jié)構(gòu) 2.2.溜板箱溜板箱 1) 1) 開合螺母開合螺母 二、典型結(jié)構(gòu)二、典型結(jié)構(gòu) 2.2.溜板箱溜板箱 2)2)縱、橫向進(jìn)給的

28、操縱機(jī)構(gòu)縱、橫向進(jìn)給的操縱機(jī)構(gòu) 二、典型結(jié)構(gòu)二、典型結(jié)構(gòu) 2.2.溜板箱溜板箱 3)3)互鎖機(jī)構(gòu)互鎖機(jī)構(gòu) 二、典型結(jié)構(gòu)二、典型結(jié)構(gòu) 2.2.溜板箱溜板箱 4)4)超越離合器和安全離合器超越離合器和安全離合器 二、典型結(jié)構(gòu)二、典型結(jié)構(gòu) 2.2.溜板箱溜板箱 4)4)超越離合器和安全離合器超越離合器和安全離合器 3-4 機(jī)床傳動設(shè)計(jì)機(jī)床傳動設(shè)計(jì) 主傳動設(shè)計(jì)主傳動設(shè)計(jì)外聯(lián)系傳動鏈，保證輸出轉(zhuǎn)速、外聯(lián)系傳動鏈，保證輸出轉(zhuǎn)速、輸出功率的要求。輸出功率的要求。進(jìn)給傳動設(shè)計(jì)進(jìn)給傳動設(shè)計(jì)內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，傳動精度的要內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，傳動精度的要求。求。 本節(jié)主要介紹本節(jié)主要介紹主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方

29、法。機(jī)床的主要參數(shù)機(jī)床的主要參數(shù) 機(jī)床的主要參數(shù)包括：機(jī)床的主要參數(shù)包括：尺寸參數(shù)尺寸參數(shù)影響機(jī)床加工性能的尺寸，如主參數(shù)、影響機(jī)床加工性能的尺寸，如主參數(shù)、第二主參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸等；第二主參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸等；運(yùn)動參數(shù)運(yùn)動參數(shù)主運(yùn)動參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速）、進(jìn)給運(yùn)動主運(yùn)動參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速）、進(jìn)給運(yùn)動參數(shù)（進(jìn)給量及其數(shù)列）；參數(shù)（進(jìn)給量及其數(shù)列）；動力參數(shù)動力參數(shù)主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動、輔助運(yùn)動的傳動功主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動、輔助運(yùn)動的傳動功率率一、機(jī)床主運(yùn)動參數(shù)的確定一、機(jī)床主運(yùn)動參數(shù)的確定1.1.主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速 n nmaxmax=1000=1000V Vmaxmax/(/(d dm

30、inmin) )，r/minr/min n nminmin=1000=1000V Vminmin/(/(d dmaxmax) )，r/minr/minV Vmaxmax、V Vminmin典型工序典型工序的最大、最小切削速度；的最大、最小切削速度；d dmaxmax、d dminmin經(jīng)濟(jì)加工經(jīng)濟(jì)加工的最大和最小直徑，不是機(jī)床可的最大和最小直徑，不是機(jī)床可能加工的最大和最小直徑。能加工的最大和最小直徑。普通車床：普通車床：d dmaxmax(0.5(0.50.6)D0.6)Dmaxmax（床身最大回轉(zhuǎn)直（床身最大回轉(zhuǎn)直徑），徑），d dminmin(0.5(0.50.6)d0.6)dmaxma

31、x；搖臂鉆床：搖臂鉆床：d dmaxmaxD Dmaxmax，d dminmin(0.5(0.50.6)d0.6)dmaxmax。1.1.主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速 n nmaxmax=1000=1000V Vmaxmax/(/(d dminmin) )，r/minr/min n nminmin=1000=1000V Vminmin/(/(d dmaxmax) )，r/minr/min變速范圍變速范圍：R Rn n=n=nmaxmax/n/nminmin 2.2.主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列 如某變速機(jī)構(gòu)有如某變速機(jī)構(gòu)有z z級轉(zhuǎn)速，分別是：級轉(zhuǎn)速，分別是：n n1 1，n

32、n2 2，n n3 3，n nz z。 若某一工件的最佳切削速度為若某一工件的最佳切削速度為v v，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為n n，而而n n又處于兩極轉(zhuǎn)速又處于兩極轉(zhuǎn)速n nj j、n nj+1j+1之間，即：之間，即： n nj j n n n 11， 為使最大相對轉(zhuǎn)速損失不超過為使最大相對轉(zhuǎn)速損失不超過50%50%，即：，即： (-1(-1）/100%50%100%50%，則，則22。121 0 0，表示加工點(diǎn)位于直線上方；，表示加工點(diǎn)位于直線上方；若若F Fi i 0 0，表示加工點(diǎn)位于直線下方。，表示加工點(diǎn)位于直線下方。（2 2）偏差函數(shù)的遞推計(jì)算）偏差函數(shù)的遞推計(jì)算采用偏差函數(shù)的

33、遞推式（迭代式）采用偏差函數(shù)的遞推式（迭代式）既由前一點(diǎn)計(jì)算后一點(diǎn)既由前一點(diǎn)計(jì)算后一點(diǎn)0eeXYYXYXF0Pi i (Xi i,Yi i)Ae (Xe,Ye)OeieiiYXXYF F Fi i = =Y Yi i X Xe e - -X Xi iY Ye e若若F Fi i=0=0，規(guī)定向，規(guī)定向 +X +X 方向走一步方向走一步 X Xi i+1 +1 = = X Xi i +1+1 F Fi i+1 +1 = = X Xe eY Yi i Y Ye e( (X Xi i +1+1) )= =F Fi i - -Y Ye e若若F Fi i00，規(guī)定，規(guī)定 +Y +Y 方向走一步，則有方

34、向走一步，則有 Y Yi i+1 +1 = = Y Yi i +1+1 F Fi i+1 +1 = = X Xe e( (Y Yi i +1+1)-)-Y Ye eX Xi i = =F Fi i + +X Xe e（3 3）終點(diǎn)判別）終點(diǎn)判別直線插補(bǔ)的終點(diǎn)判別可采用三種方法。直線插補(bǔ)的終點(diǎn)判別可采用三種方法。1 1）判斷插補(bǔ)或進(jìn)給的總步數(shù)：；）判斷插補(bǔ)或進(jìn)給的總步數(shù)：；2 2）分別判斷各坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)；）分別判斷各坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)；3 3）僅判斷進(jìn)給步數(shù)較多的坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)。）僅判斷進(jìn)給步數(shù)較多的坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)。 舉例舉例 對于第一象限直線對于第一象限直線OAOA，終點(diǎn)坐標(biāo)，終點(diǎn)坐標(biāo)X

35、 Xe e=6 ,Y=6 ,Ye e=4=4，插補(bǔ)從直線起，插補(bǔ)從直線起點(diǎn)點(diǎn)O O開始，故開始，故F F0 0=0 =0 。終點(diǎn)判別是判斷進(jìn)給總步數(shù)。終點(diǎn)判別是判斷進(jìn)給總步數(shù)N=6+4=10N=6+4=10，將，將其存入終點(diǎn)判別計(jì)數(shù)器中，每進(jìn)給一步減其存入終點(diǎn)判別計(jì)數(shù)器中，每進(jìn)給一步減1 1，若，若N=0N=0，則停止插，則停止插補(bǔ)。補(bǔ)。 OA98754321610YX舉例舉例 對于第一象限直線對于第一象限直線OAOA，終點(diǎn)坐標(biāo)，終點(diǎn)坐標(biāo)X Xe e=6 ,Y=6 ,Ye e=4=4，插補(bǔ)從直線起點(diǎn)，插補(bǔ)從直線起點(diǎn)O O開始，開始，故故F F0 0=0 =0 。終點(diǎn)判別是判斷進(jìn)給總步數(shù)。終點(diǎn)判

36、別是判斷進(jìn)給總步數(shù)N=6+4=10N=6+4=10，將其存入終點(diǎn)判別計(jì)數(shù)器，將其存入終點(diǎn)判別計(jì)數(shù)器中，每進(jìn)給一步減中，每進(jìn)給一步減1 1，若，若N=0N=0，則停止，則停止插補(bǔ)。插補(bǔ)。 步數(shù)步數(shù)判別判別坐標(biāo)進(jìn)給坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算偏差計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別0 0 F F0 0=0=0=10=101 1F=0F=0+X+XF F1 1=F=F0 0-y-ye e=0-4=-4=0-4=-4=10-1=9=10-1=92 2F0F0F0+X+XF F3 3=F=F2 2-y-ye e=2-4=-2=2-4=-2=8-1=7=8-1=74 4F0F0F0+X+XF F5 5=F=F4 4-y-ye e=4

37、-4=0=4-4=0=6-1=5=6-1=56 6F=0F=0+X+XF F6 6=F=F5 5-y-ye e=0-4=-4=0-4=-4=5-1=4=5-1=47 7F0F0F0+X+XF F8 8=F=F7 7-y-ye e=2-4=-2=2-4=-2=3-1=2=3-1=29 9F0F0F0+X+XF F1010=F=F9 9-y-ye e=4-4=0=4-4=0=1-1=0=1-1=0OA98754321610YX2)2)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ) （1 1）偏差函數(shù)）偏差函數(shù) 任意加工點(diǎn)任意加工點(diǎn)P Pi i（X Xi i，Y Yi i），偏差函數(shù)），偏差函數(shù)F Fi i可

38、表示為可表示為若若F Fi i=0=0，表示加工點(diǎn)位于圓上；，表示加工點(diǎn)位于圓上；若若F Fi i00，表示加工點(diǎn)位于圓外；，表示加工點(diǎn)位于圓外；若若F Fi i0 0F 0（2 2）偏差函數(shù)的遞推計(jì)算）偏差函數(shù)的遞推計(jì)算 逆圓插補(bǔ)逆圓插補(bǔ) 若若FF0 0，規(guī)定向，規(guī)定向-X-X方向方向 走一步走一步 若若F Fi i00，規(guī)定向，規(guī)定向+Y+Y方向方向 走一步走一步 順圓插補(bǔ)順圓插補(bǔ) 若若F Fi i00，規(guī)定向，規(guī)定向-Y-Y方向方向 走一步走一步 若若F Fi i00，規(guī)定向，規(guī)定向+y+y方向方向 走一步走一步（3 3）終點(diǎn)判別）終點(diǎn)判別 1 1）判斷插補(bǔ)或進(jìn)給的總步數(shù)：）判斷插補(bǔ)或進(jìn)

39、給的總步數(shù)： 2 2）分別判斷各坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)；）分別判斷各坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)； , 12) 1(122211iiiiiiiXFRYXFXX12) 1(122211iiiiiiiYFRYXFYY12) 1(122211iiiiiiiYFRYXFYY12) 1(122211iiiiiiiXFRYXFXXbabaYYXXNbaxXXNbayYYN舉例舉例 對于第一象限圓弧對于第一象限圓弧ABAB，起點(diǎn)起點(diǎn)A A（4 4，0 0），終點(diǎn)），終點(diǎn)B B（0 0，4 4） ABYX44步數(shù)步數(shù)偏差判別偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給坐標(biāo)進(jìn)給 偏差計(jì)算偏差計(jì)算坐標(biāo)計(jì)算坐標(biāo)計(jì)算終點(diǎn)判別終點(diǎn)判別起點(diǎn)起點(diǎn) F F0 0=0=0

40、 x x0 0=4, y=4, y0 0=0=0=4+4=8=4+4=81 1F F0 0=0=0-x-xF F1 1=F=F0 0-2x-2x0 0+1+1 =0-2 =0-2* *4+1=-74+1=-7x x1 1=4-1=3=4-1=3y y1 1=0=0=8-1=7=8-1=72 2F F1 100+y+yF F2 2=F=F1 1+2y+2y1 1+1+1 =-7+2 =-7+2* *0+1=-60+1=-6x x2 2=3=3y y2 2=y=y1 1+1=1+1=1=7-1=6=7-1=63 3F F2 200+y+yF F3 3=F=F2 2+2y+2y2 2+1=-3+1=

41、-3x x3 3=4, y=4, y3 3=2=2=5=54 4F F3 3000-x-xF F5 5=F=F4 4-2x-2x4 4+1=-3+1=-3x x5 5=4, y=4, y5 5=0=0=3=36 6F F5 5000-x-xF F7 7=F=F6 6-2x-2x6 6+1=1+1=1x x7 7=4, y=4, y7 7=0=0=1=18 8F F7 700-x-xF F8 8=F=F7 7-2x-2x7 7+1=0+1=0 x x8 8=4, y=4, y8 8=0=0=0=03 3）逐點(diǎn)比較法的速度分析）逐點(diǎn)比較法的速度分析 式中：式中：L L 直線長度；直線長度；V V

42、刀具進(jìn)給速度；刀具進(jìn)給速度；N N 插補(bǔ)循環(huán)數(shù)；插補(bǔ)循環(huán)數(shù)；f f 插補(bǔ)脈沖的頻率。插補(bǔ)脈沖的頻率。所以：所以：刀具進(jìn)給速度與刀具進(jìn)給速度與插補(bǔ)時鐘頻率插補(bǔ)時鐘頻率f f 和與和與X X軸夾角軸夾角 有關(guān)有關(guān) fNVLsincosLLYXNeecossinfV4 4）逐點(diǎn)比較法的象限處理）逐點(diǎn)比較法的象限處理 （1 1）分別處理法）分別處理法 四個象限的直線插補(bǔ)，會有四個象限的直線插補(bǔ)，會有4 4組計(jì)算公式，對于組計(jì)算公式，對于4 4個象限的逆?zhèn)€象限的逆時針圓弧插補(bǔ)和時針圓弧插補(bǔ)和4 4個象限的順時針圓弧插補(bǔ)，會有個象限的順時針圓弧插補(bǔ)，會有8 8組計(jì)算公組計(jì)算公式式（2 2）坐標(biāo)變換法）坐標(biāo)

43、變換法 用第一象限逆圓插補(bǔ)的偏差函數(shù)進(jìn)行第三象限逆圓和第二、用第一象限逆圓插補(bǔ)的偏差函數(shù)進(jìn)行第三象限逆圓和第二、四象限順圓插補(bǔ)的偏差計(jì)算，用第一象限順圓插補(bǔ)的偏差函四象限順圓插補(bǔ)的偏差計(jì)算，用第一象限順圓插補(bǔ)的偏差函數(shù)進(jìn)行第三象限順圓和第二、四象限逆圓插補(bǔ)的偏差計(jì)算。數(shù)進(jìn)行第三象限順圓和第二、四象限逆圓插補(bǔ)的偏差計(jì)算。 順圓順圓逆圓逆圓五、數(shù)控加工程序編制五、數(shù)控加工程序編制1. 數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程的基本概念 根據(jù)被加工零件的圖紙及其技術(shù)要求、工根據(jù)被加工零件的圖紙及其技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制數(shù)控加

44、工指令序列。規(guī)定的指令和格式編制數(shù)控加工指令序列。3-5 3-5 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床2. 數(shù)控編程方法數(shù)控編程方法 1) 手工編程手工編程 2)2)自動編程自動編程 零件造型；確定走刀路線、工藝參數(shù)；翻零件造型；確定走刀路線、工藝參數(shù)；翻譯、計(jì)算；后置處理；自動輸出特定數(shù)控機(jī)床的數(shù)控指令。譯、計(jì)算；后置處理；自動輸出特定數(shù)控機(jī)床的數(shù)控指令。 數(shù)控編程系統(tǒng)：數(shù)控編程系統(tǒng)： APT CATIA Pro/E MasterCAM UG I-DEAS Cimatron CAXA制造工程師制造工程師3. 數(shù)控程序編制的內(nèi)容與步驟數(shù)控程序編制的內(nèi)容與步驟 零件圖紙分析零件圖紙分析工藝處理工藝處理刀位軌跡計(jì)算刀

45、位軌跡計(jì)算(數(shù)學(xué)處理數(shù)學(xué)處理)編寫程序編寫程序程序輸入程序輸入程序校驗(yàn)、試切程序校驗(yàn)、試切 加工加工4. 數(shù)控編程的基礎(chǔ)數(shù)控編程的基礎(chǔ)1 1）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定 機(jī)床上固有的坐標(biāo)系機(jī)床上固有的坐標(biāo)系數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸和運(yùn)動方向的命名數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸和運(yùn)動方向的命名JB3051-82 假假定定工件是靜止工件是靜止的的，而，而刀具是運(yùn)動的刀具是運(yùn)動的。 直線運(yùn)動直線運(yùn)動坐標(biāo)坐標(biāo)軸采用軸采用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系右手笛卡爾直角坐標(biāo)系 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動坐標(biāo)軸用坐標(biāo)軸用右手螺旋定則右手螺旋定則確定確定 “數(shù)控機(jī)床的主軸與機(jī)床坐標(biāo)系的數(shù)控機(jī)床的主軸與機(jī)床坐標(biāo)系的Z Z軸重合或平行軸重合或平

46、行”2 2）機(jī)床原點(diǎn)）機(jī)床原點(diǎn)（機(jī)床零點(diǎn)）（機(jī)床零點(diǎn)）與參考點(diǎn)與參考點(diǎn) 機(jī)床原點(diǎn)：機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。（基準(zhǔn)點(diǎn)）機(jī)床原點(diǎn)：機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。（基準(zhǔn)點(diǎn)）參考點(diǎn)：由擋鐵和限位開關(guān)預(yù)先確定好的點(diǎn)。參考點(diǎn)：由擋鐵和限位開關(guān)預(yù)先確定好的點(diǎn)。 通常在通常在數(shù)控銑床數(shù)控銑床上上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的；而在而在數(shù)控車床數(shù)控車床上機(jī)床上機(jī)床參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)。3 3）工件坐標(biāo)系）工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）（編程坐標(biāo)系）與工件原點(diǎn)與工件原點(diǎn) 工件工件坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標(biāo)

47、系。的坐標(biāo)系。 工件工件坐標(biāo)系坐標(biāo)系一般一般供編程使用供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時不必考，確定編程坐標(biāo)系時不必考慮工件毛坯在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置。慮工件毛坯在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置。4)4)加工坐標(biāo)系加工坐標(biāo)系 加工坐標(biāo)系是指以加工坐標(biāo)系是指以確定的確定的加工原點(diǎn)加工原點(diǎn)為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。系。 加工原點(diǎn)也稱為加工原點(diǎn)也稱為程序原點(diǎn)程序原點(diǎn)，是指是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置置。加工坐標(biāo)系原點(diǎn)可由程序加工坐標(biāo)系原點(diǎn)可由程序指令來設(shè)置和改變指令來設(shè)置和改變 5) “5) “刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)”與與“對刀點(diǎn)對刀點(diǎn)”

48、 在使用對刀點(diǎn)確定加工原點(diǎn)時，就需要進(jìn)行在使用對刀點(diǎn)確定加工原點(diǎn)時，就需要進(jìn)行“對對刀刀”。 所謂所謂對刀對刀是指使是指使“刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)”與與“對刀點(diǎn)對刀點(diǎn)”重合的操重合的操作。作。 每把刀具的半徑與長度尺寸都是不同的，刀具裝在每把刀具的半徑與長度尺寸都是不同的，刀具裝在機(jī)床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置。機(jī)床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置。“刀位點(diǎn)刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。 例如，例如，工件坐標(biāo)系設(shè)定工件坐標(biāo)系設(shè)定指令指令 G92G92 X400 Z250 X400 Z250 400400250250z zx x6 6）換刀點(diǎn)）換刀點(diǎn) 換刀點(diǎn)換刀點(diǎn)是

49、為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀進(jìn)行加工是為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀進(jìn)行加工的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中要自動換的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中要自動換刀。對于手動換刀的數(shù)控銑床，也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位刀。對于手動換刀的數(shù)控銑床，也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。為防止換刀時碰傷零件、刀具或夾具，置。為防止換刀時碰傷零件、刀具或夾具， 換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量一定的安全量。7 7）程序結(jié)構(gòu)與程序段格式）程序結(jié)構(gòu)與程序段格式 加工程序的結(jié)構(gòu)加工程序的結(jié)構(gòu) 加工程序加工程序主程序和子程序主程序和子程序 程序段程序

50、段(block) 字字(word) 地址和數(shù)據(jù)地址和數(shù)據(jù)程序段格式程序段格式 N NG GX X. .Y Y. .F FS ST TM MLFLF 程序段序號程序段序號 準(zhǔn)備機(jī)能字準(zhǔn)備機(jī)能字 坐標(biāo)字坐標(biāo)字 進(jìn)給功能字進(jìn)給功能字 主軸轉(zhuǎn)速功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字 刀具功能字刀具功能字 輔助功能字輔助功能字 結(jié)束符結(jié)束符 ISO6938-I-1982GB8870-88常用地址字符常用地址字符地址字地址字意意 義義N程序段序號程序段序號G準(zhǔn)備機(jī)能準(zhǔn)備機(jī)能M輔助機(jī)能輔助機(jī)能X 、Y、 Z主坐標(biāo)軸主坐標(biāo)軸X、Y、Z移動坐標(biāo)尺寸字移動坐標(biāo)尺寸字U、V 、W與與X、Y、Z軸平行的第軸平行的第2移動坐標(biāo)尺寸字移動

51、坐標(biāo)尺寸字A 、B、 C圍繞圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸角度尺寸字軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸角度尺寸字F 、S、T進(jìn)給速度指定機(jī)能、主軸速度機(jī)能、刀具機(jī)能進(jìn)給速度指定機(jī)能、主軸速度機(jī)能、刀具機(jī)能I、J、K圓弧圓心相對起點(diǎn)坐標(biāo)圓弧圓心相對起點(diǎn)坐標(biāo)R 圓弧半徑圓弧半徑5. 數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼 JB3203-83 1)1)準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能G G代碼代碼 G00G00G99G99 2) 2)輔助功能輔助功能M M代碼代碼 M00M00M99M99 模態(tài)代碼：模態(tài)代碼：一經(jīng)在一個程序段中指定，其功能一直保持一經(jīng)在一個程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同組其它到被取消或被同組其它G代碼所代替代

52、碼所代替 非模態(tài)代碼：非模態(tài)代碼：功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效同組的兩個代碼不能出現(xiàn)在一個程序段中同組的兩個代碼不能出現(xiàn)在一個程序段中( (如如G00,G01)G00,G01)不同組的不同組的G G代碼根據(jù)需要可以在一個程序段中出現(xiàn)代碼根據(jù)需要可以在一個程序段中出現(xiàn)6. 常用常用 G代碼功能代碼功能 1 1）絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編程指令（）絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編程指令（G90G90，G91G91）G90G90 G01 X40.0 Y70.0 G01 X40.0 Y70.0；G91G91 G01 X G01 X60.0 Y40.060.0 Y40.0；XY70.030.0

53、40.0100.0終點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)6. 常用常用 G代碼功能代碼功能 2)2)插補(bǔ)功能插補(bǔ)功能G G代碼代碼 快速點(diǎn)定位指令快速點(diǎn)定位指令（G00G00） 直線插補(bǔ)指令直線插補(bǔ)指令（G01G01）例：直線例：直線軸軸插補(bǔ)：（插補(bǔ)：（G91G91）G01 X200.0 Y100.0 G01 X200.0 Y100.0 F200.0F200.0； 旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸插補(bǔ)：插補(bǔ)： G91 G91 G01 C 90.0G01 C 90.0 F300.0 F300.0；Y Y110.0110.0X XO 20.020.0（終點(diǎn)）（終點(diǎn)）220.0220.0（起點(diǎn)）（起點(diǎn)）10.010.0（起點(diǎn)）（起點(diǎn)） （終

54、點(diǎn)）（終點(diǎn)） 進(jìn)給速度進(jìn)給速度300deg/min300deg/min90906. 常用常用 G代碼功能代碼功能 2)2)插補(bǔ)功能插補(bǔ)功能G G代碼代碼 圓弧插補(bǔ)指令圓弧插補(bǔ)指令 順時針圓弧插補(bǔ)指令（順時針圓弧插補(bǔ)指令（G02G02） 逆時針圓弧插補(bǔ)指令（逆時針圓弧插補(bǔ)指令（G03G03） 方向：方向：從從XYXY平面（平面（ZXZX平面，平面，YZYZ平面）的平面）的Z Z軸（軸（Y Y軸，軸，X X軸）軸）的正向往負(fù)向觀察的正向往負(fù)向觀察 YXYG17G03G02ZXG18G03G02ZG19G03G02格式：格式：G03 Xx Yy Ii Jj Ff或 G03 Xx Yy Rr Ffx,

55、y-終點(diǎn)坐標(biāo)終點(diǎn)坐標(biāo)(與與G90G90和和G91G91有關(guān)有關(guān) )I,j-圓心坐標(biāo)圓心坐標(biāo)(增量值增量值，與，與G90G90和和G91G91無關(guān)無關(guān) )r-圓弧半徑圓弧半徑(負(fù)值表示大于負(fù)值表示大于180度圓弧度圓弧)f-切向速度切向速度例：例：G03 X100 Y100 I50 J50 F100 或或G03 X100 Y100 R50 F100.圓弧插補(bǔ)示例，加工軌跡如圖圓弧插補(bǔ)示例，加工軌跡如圖絕對編程方式：絕對編程方式： G92 X200.0 Y40.0 Z0G92 X200.0 Y40.0 Z0； G90 G03 X140.0 Y100.0 I-60.0 F300G90 G03 X14

56、0.0 Y100.0 I-60.0 F300； G02 X120.0 Y60.0 I-50.0G02 X120.0 Y60.0 I-50.0；或或 G92 X200.0 Y40.0 Z0G92 X200.0 Y40.0 Z0； G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300G90 G03 X140.0 Y100.0 R60.0 F300； G02 X120.0 Y60.0 R5 0.0G02 X120.0 Y60.0 R5 0.0；增量編程方式：增量編程方式： G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.0 F300G91 G03 X-60.0 Y60.0 I-60.

57、0 F300； G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0G02 X-20.0 Y-40.0 I-50.0；或或 G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300G91 G03 X-60.0 Y60.0 R60.0 F300； G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0 G02 X-20.0 Y-40.0 R50.0； 90 120 140R60R501006040OYX6. 常用常用 G代碼功能代碼功能 3)3)與坐標(biāo)系有關(guān)的與坐標(biāo)系有關(guān)的G G代碼代碼 坐標(biāo)平面設(shè)定指令坐標(biāo)平面設(shè)定指令（G17G17，G18G18，G19G19）G17-xy平面平面;G18-zx平面

58、平面;G19-yz平面平面.Z/XZ/X平面平面Y/ZY/Z平面平面X/YX/Y平面平面Y YX XZ Z 工件坐標(biāo)系設(shè)定指令工件坐標(biāo)系設(shè)定指令G92G92 X400 Z250 X400 Z250 機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)參考點(diǎn)參考點(diǎn)400400250250z zx x6. 常用常用 G代碼功能代碼功能 3)3)與坐標(biāo)系有關(guān)的與坐標(biāo)系有關(guān)的G G代碼代碼G92 X180. Y150. 選擇工件坐標(biāo)系指令選擇工件坐標(biāo)系指令（G54G54G59G59） 基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)x xy y150150180180G54G55參考點(diǎn)參考點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)（1 1）返回參考點(diǎn)指令（）返回參考點(diǎn)指令（G28G2

59、8）（2 2）從參考點(diǎn)返回指令（）從參考點(diǎn)返回指令（G29G29） 6. 常用常用 G代碼功能代碼功能 4).4).關(guān)于參考點(diǎn)的關(guān)于參考點(diǎn)的G G代碼代碼G28G28 X1000.0 Y700.0 X1000.0 Y700.0；返回；返回參考點(diǎn)（參考點(diǎn)（A AB BR R）T1111T1111； 在在參考點(diǎn)換刀參考點(diǎn)換刀G29G29 X1500.0 Y200.0X1500.0 Y200.0； 從參考點(diǎn)返回（從參考點(diǎn)返回（RBCRBC） 20030070040010001500ABRCXY6. 常用常用 G代碼功能代碼功能 5)5)進(jìn)給功能進(jìn)給功能G G代碼代碼 （1 1）每分進(jìn)給量指令（）每分

60、進(jìn)給量指令（G94G94） G94G94；每分進(jìn)給每分進(jìn)給G G代碼代碼 F_ _；進(jìn)給速度指令（；進(jìn)給速度指令（mm/minmm/min或或inch/mininch/min）（2 2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量指令（）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量指令（G95G95） G95G95；每轉(zhuǎn)進(jìn)給每轉(zhuǎn)進(jìn)給G G代碼代碼F F_ _；進(jìn)給速度指令（進(jìn)給速度指令（mm/revmm/rev或或inch/reninch/ren） 6)6)暫停指令暫停指令G G代碼代碼 G04 P_G04 P_ ; （0.00199,999.999ms）G04 P3000; 暫停暫停3秒秒 7. 輔助功能指令輔助功能指令M代碼代碼 M代碼指令主要用于數(shù)控機(jī)床